机械能训练五

机械能训练五 实验 一 题型一题型一 实验原理与步骤实验原理与步骤 1 用如下图所示的实验装置验证机械能守恒定律 实验所用的电源为学生电源 输出电压 为 6 V 的交流电和直流电两种 重物从高处由静止开始下落 重物拖着纸带打出一系列的 点 对纸带上的点痕进行测量 即可验证机械能守恒定律 1 下面列举了该实验的几个操作步骤 A 按照图示的装置安装器件 B 将打点计时器接到电源的 直流输出 上 C 用天平测量出重物的质量 D 释放悬挂纸带的夹子 同时接通电源开关打出一条纸带 E 测量打出的纸带上某些点间的距离 F 根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于 增加的动能 其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤是 将其选项对应的字母填在横线处 2 利用这个装置也可以测量重物下落的加速度 a 的数值 如图下所示 根据打出的纸带 选取纸带上连续的五个点 A B C D E 测出 A 点距起始点 O 的距离为 x0 点 A C 间的距离为 x1 点 C E 间的距离为 x2 使用交流电的频率为 f 根据这些条件计算重物下 落的加速度 a 3 在上述验证机械能守恒定律的实验中发现 重物减小的重力势能总是大于重物增加的动 能 其原因主要是重物下落的过程中存在阻力作用 可以通过该实验装置测定该阻力的大 小 若已知当地重力加速度公认的较准确的值是 g 还需要测量的物理量是 试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重物在下落的过程中受到 的平均阻力为 F 二 题型二题型二 实验数据的处理实验数据的处理 2 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中 质量 m 1 00 kg 的重物自由下落 打点 计时器在纸带上打出一系列点 如下图所示为选取的一条符合实验要求的纸带 O 为第一 个点 速度恰好为零 每两个计数点之间还有四个点未画出 选连续的 3 个计数点 A B C 作为测量的点 经测量知道 A B C 各点到 O 点的距离分别为 50 50 cm 86 00 cm 130 50 cm 已知打点计时器每隔 0 02 s 打一次点 当地的重力加速度 g 9 80 m s2 根据以上数据 可计算出打 B 点时的速度 vB m s 重物由 O 点运动到 B 点 重力 势能减少了 J 动能增加了 J 根据所测量的数据 还可以求出物体实际 下落的加速度为 m s2 物体在从 A 到 B 下落的过程中所受到的平均阻力为 N 计算结果都要保留 3 位有效数字 该阻力的来源主要有 1 2 三 针对训练针对训练 1 在做验证机械能守恒定律实验时 发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能 造成 这种现象的原因是 A 选用的重物质量过大 B 重物质量测量不准 C 空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力 D 实验时操作不太仔细 实验数据测量不准确 2 利用右下图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时 需要测量物体由静止开始自由 下落到某点时的瞬时速度 v 和下落高度 h 某班同学利用实验得到的纸带 设计了以下四种 测量方案 a 用刻度尺测出物体下落的高度 h 并测出下落时间 t 通过 v gt 计算出瞬时速度 v b 用刻度尺测出物体下落的高度 h 并通过 v 计算出瞬时速度 2gh c 根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度 测算出瞬时速度 并通过计算得出高度 h d 用刻度尺测出物体下落的高度 h 根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于 这点前后相邻两点间的平均速度 测算出瞬时速度 v 以上方案中只有一种正确 正确的是 填入相应的字母 3 如右下图所示 两个质量各为 m1和 m2的小物块 A 和 B 分别系在一 条跨过定滑轮的软绳两端 已知 m1 m2 现要利用此装置验证机械能守 恒定律 1 若选定物块 A 从静止开始下落的过程进行测量 则需要测量的物理 量有 物块的质量 m1 m2 物块 A 下落的距离及下落这段距离所用的时间 物块 B 上升的距离及上升这段距离所用的时间 绳子的长度 2 为提高实验结果的准确程度 某小组同学对此实验提出以下建议 绳的质量要轻 在 轻质绳 的前提下 绳子越长越好 尽量保证物块只沿竖直方向运动 不要摇晃 两个物块的质量之差要尽可能小 以上建议中确实对提高准确程度有作用的是 3 写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议 4 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中 使质量为 m 1 00 kg 的重物自由下落 打点计时器在纸带上打出一系列的点 选取一条符合实验要求的纸带如下图所示 O 为第 一个点 A B C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点 已知打点计时器每隔 0 02 s 打一个点 当地的重力加速度为 g 9 80 m s2 那么 1 根据图上所得的数据 应取图中 O 点到 点来验证机械能守恒定律 2 从 O 点到 1 问中所取的点 重物重力势能的减少量 Ep J 动能增加量 Ek J 结果取三位有效数字 3 若测出纸带上所有各点到 O 点之间的距离 根据纸带算出各点的速度 v 及物体下落的高 度 h 则以为纵轴 以 h 为横轴画出的图象是下图中的 v2 2 5 某同学利用如下左图所示的实验装置验证机械能守恒定律 弧形轨道末端水平 离地面 的高度为 H 将钢球从轨道的不同高度 h 处静止释放 钢球的落点距轨道末端的水平距离 为 x 1 若轨道完全光滑 x2与 h 的理论关系应满足 x2 用 H h 表示 2 该同学经实验测量得到一组数据 如下表所示 h 10 1m 2 003 004 005 006 00 x2